Question

10．如圖所示，質(zhì)量為2kg，底面積為0.1m²的物體在20N的水平拉力作用下沿水平地面向右做勻速運(yùn)動．
（1）物體對地面的壓力和壓強(qiáng)分別為多少？
（2）物體所受的摩擦力大小為多少？若物體所受的摩擦力大小與物體對地面的壓力大小成正比，它們之間的關(guān)系為f=μN(yùn)（N為物體對地面的壓力；μ為動摩擦因數(shù)，與接觸面的粗糙程度有關(guān)），則動摩擦因數(shù)μ為多少？
（3）若將物體沿中間的豎直虛線切掉一半，剩下的一半仍保持在水平地面上做勻速運(yùn)動，則物體對地面的壓強(qiáng)及物體所受的水平拉力分別為多少？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)G=mg即可求出物體重力；靜止在水平面上的物體對水平面的壓力等于其重力，根據(jù)p=$\frac{F}{S}$即可求出物體對地面的壓強(qiáng)；
（2）物體做的是勻速直線運(yùn)動，所以受到的拉力和摩擦力是一對平衡力，大小相等，方向相反．根據(jù)f=μN(yùn)可求得動摩擦因數(shù)；
（3）沿虛線截去一半，重力減去一半，受力面積減半，根據(jù)壓強(qiáng)公式可判斷物體對地面的壓強(qiáng)變化；根據(jù)壓力減半，接觸面的粗糙程度不變，分析摩擦力的變化，然后再根據(jù)二力平衡條件分析水平拉力．

解答 解：（1）物體重力：G=mg=2kg×10N/kg=20N；
物體對地面的壓力F=G=20N，
物體對地面的壓強(qiáng)p=$\frac{F}{S}$=$\frac{20N}{0.1{m}^{2}}$=200Pa；
（2）因?yàn)槲矬w做的是勻速直線運(yùn)動，所以受到的拉力和摩擦力是一對平衡力，大小相等，所以物體受到的阻力為：f=F=20N，
由f=μN(yùn)，可得動摩擦因數(shù)μ=$\frac{f}{N}$=$\frac{20N}{20N}$=1；
（3）按虛線的方向?qū)⒛緣K截去一半，重力減半，則剩下一半的物體對地面的壓力減半，受力面積減半，根據(jù)公式p=$\frac{F}{S}$，可知對地面的壓強(qiáng)不變，還是200Pa．
已知按虛線的方向?qū)⒛緣K截去一半，剩下一半的物體對地面的壓力減半，接觸面的粗糙程度不變，則摩擦力減半，f′=10N，因?yàn)槭Ｏ碌囊话肴员３衷谒�平地面上做勻速運(yùn)動，所以物體所受的水平拉力F_拉=f′=10N．
答：（1）物體對地面的壓力為20N，壓強(qiáng)為200Pa；
（2）物體所受的摩擦力大小為為20N；動摩擦因數(shù)μ為1；
（3）物體對地面的壓強(qiáng)為200Pa；物體所受的水平拉力為10N．

點(diǎn)評 本題考查了學(xué)生對重力公式、壓強(qiáng)公式、二力平衡條件的掌握和運(yùn)用，有一定的拔高難度．